DE10058484A1 - Vorrichtung für die Messung und Regelung der Verbrauchswerte von Wärmeübertragungsflüssigkeiten - Google Patents
Vorrichtung für die Messung und Regelung der Verbrauchswerte von WärmeübertragungsflüssigkeitenInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung und Regelung der individuellen Verbrauchswerte einzelner Verbraucher von Flüssigkeiten als Wärmeträger in wärmetechnischen Anlagen oder bei artverwandten Anwendungen. Ein Vor- und Rücklauf von und zu einem Wärmelieferanten und ein Vor- und Rücklauf zum Verbraucher sind vorgesehen. Ein Regelteil für den Vor- und Rücklauf regelt über Messeinrichtungen Druck und Temperatur. Der Regelteil ist in der Art einer Wasserstrahlpumpe ausgebildet. Ein ringförmiger Teil weist einen konischen Durchgang und einen Nadelteil auf, wobei je nach Position von Nadelteil und Ringteil über zwei unterschiedlich ausgestaltete Regelebenen sowohl der Druck als auch die Durchflussmenge eingeregelt werden.
Description
Die Erfindung betrifft die Messung und Regelung der
individuellen Verbrauchswerte einzelner Verbraucher von
Flüssigkeiten als Wärmeträger in wärmetechnischen Anlagen oder
bei artverwandten Anwendungen.
Die Erfindung geht von einer allgemein bekannten Wasser
strahlpumpe oder auch einem Dreiwegeventil aus, jedoch mit
einer im Inneren veränderten Ausgestaltung, und zwar mit einer
Messkammer und einer Messdüse, welche über zwei
unterschiedliche Regelebenen verfügt. Ein Kragen einer
Düsennadel regelt gemäß der Erfindung auf der ersten Ebene den
Druck und gibt gleichzeitig einen gasdichten Abschluss. Die
Düsennadel öffnet oder schließt mit der zweiten, genau
kalibrierten Messöffnung der Düse den Durchfluss.
Das eigentliche Messelement besteht aus Messdüse und
Düsennadel und ist verschleißfrei. Die Genauigkeit der Messung
übertrifft alle bekannten Messverfahren, die derzeit
praktiziert werden. Darüber hinaus erlaubt das Gerät die
Regelung der Temperatur und des Druckes sowie die Begrenzung
von Temperatur, Druck und Durchfluss. Diese Fähigkeiten werden
dem Gerät durch eine elektronische Einheit verliehen, die
Transmitter, Regler, Computer, Datenbank und Steuergerät
umfasst. Der Transmitter wandelt die Messwerte des Drucks, der
Temperatur in spezifische Größen um. Der Computerteil
berechnet die Verhältnisse zwischen Temperaturen einerseits
und Drücken andererseits. Der ermittelte Verbrauch und
Durchfluss werden dauerhaft in der Datenbank generiert. Werte,
welche eine Regelabweichung zu den eingestellten Sollwerten
darstellen, werden an den Reglerteil übermittelt und als
Regelabweichung an das Steuergerät in ein entsprechendes
Signal umgewandelt und das Stellglied verstellt. Die Messung
mittels Düse und Düsennadel entspricht einer Messung mit einer
veränderlichen Venturidüse und erbringt eine Messgenauigkeit
über eine Messblende, welche Grundlage für die Eichung des
verwendeten Durchflussmessers ist. Durch die Möglichkeit der
Programmierung der Messeinheit mit spezifischen Werten und
Eigenschaften der betreffenden Flüssigkeit sind Messfehler
ausgeschlossen, wie sie in bekannten Verfahren zwangsläufig
auftreten.
Die Vorzüge der Erfindung bestehen darin, das keine
beweglichen Teile erforderlich sind und ein Einsatz bei sehr
hohen Drücken und Temperaturen möglich ist. Regelventile,
Druckregler und Durchflussbegrenzer sind überflüssig. Unter
Verwendung eines Diffusors werden elektrische Pumpen
überflüssig, so dass elektrische Energie gespart wird. Die
Anlagen werden übersichtlicher, bedienerfreundlicher und die
Störungsanfälligkeit wird eliminiert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Wärmeübergabesystem mit einem Regelteil
gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt im vergrößerter Darstellung eine Querschnitts
ansicht des Regelteils gemäß der Erfindung.
Die eintretende Flüssigkeit der Einspeisung 14 gelangt über
einen Anschluss 9A eines Wärmemengenzählers 9 in eine Messdüse
(Fig. 2), an welcher durch eine Düsennadel 100 der
erforderliche Durchfluss aus dem Hub eines Stellgliedes 8
hergeleitet wird. Die Druckdifferenz von Druckgebern 2 und 3
und der Bedarfswert eines Gebers für Temperatur 5 oder Druck 6
legen die anteilige Beimischung der Flüssigkeit von einem
Anschluss 9B an einen Austritt 9C als Vorlauf 17 des
Verbrauchers fest. Der Rücklauf 18 vom Verbraucher gelangt je
nach Bedarf in den Anschluss 9B und der verbleibende Rest als
Differenz in den Rücklauf 15 der Einspeisung.
Die Druckgeber 2 und 3 sorgen für eine ständige Korrektur der
Lage der Düsennadel 100 für den Fall, dass der Druck auf der
Einspeisungsseite Schwankungen unterworfen ist. Für den Fall,
dass eine Druckgegrenzung auf der Seite des Verbrauchers
verlangt wird, ist der Druckgeber 6 vorgesehen.
Temperaturgeber 1 und 4 dienen der Wärmemessung. Die
Druckgeber 2 und 3 in Verbindung mit dem Hubgeber 8 definieren
über die Düsenkonstante den effektiven Durckfluss der
Einspeisung 14. Aus der gemessenen Temperaturdifferenz und dem
gemessenen Durchfluss wird der Wärmeverbrauch errechnet und in
einer Datenbank abgelegt.
Der mit einem Prozessor ausgestattete Regler 10 verarbeitet
alle Signale der Temperaturen (1, 4, 5, 6) und der Drücke (2,
3, 6) für den Stellungsgeber des Stellgliedes 8.
Der Regelteil gemäß der Erfindung besteht aus einem
ringförmigen Teil 101 mit einer im Inneren ausgebildeten
kegeligen Bohrung. Im Inneren des ringförmigen Teils 101
befindet sich eine Nadel 100, die im wesentlichen zylindrisch
ausgebildet ist, allerdings mit Abstufungen und einem spitz
zulaufenden Teil 22.
Durch die Lage der Teile 100 und 101 in Bezug aufeinander
werden zwei Regelebenen, nämlich eine Regelebene 21 und eine
zweite Regelebene 22 festgelegt sowie eine Messblenden-
Ösenöffnung 23.
Der Nadelteil 100 kann in Bezug auf den ringförmigen Teil 101
verstellt werden, so dass auf diese Art und Weise die
Durchflussmenge und der Druck in gewünschter Weise eingestellt
werden kann.
Am Regler 10 sind drei Ausgänge vorgesehen, und zwar Ausgang
- 1. für das Auslesen der Datenbank, der errechneten Ver brauchswerte sowie das Löschen überholter Verbrauchswerte aus einem früheren Zeitraumt: Ausgang 12,
- 2. für die Sollwert-Verstellung durch Telemetrie
- 3. für das Auslesen der Datenbank und der errechneten Ver brauchswerte durch Telemeterie: Ausgang 11
- 4. für die Datenkopplung über die Netzspeisung: Ausgang 13.
Der Stellantrieb 8 kann elektrisch, elektronisch, hydraulisch
oder pneumatisch sein. Der Stellungsgeber im Stellantrieb kann
induktiv, digital oder mittels Widerstand sein. Die
Ansteuerung des Stellantriebs kann 3-Punkt, proportional oder
pneumatisch sein.
Claims (1)
- Vorrichtung zur Messung und Regelung der individuellen Verbrauchswerte einzelner Verbraucher von Flüssigkeiten als Wärmeträger in wärmetechnischen Anlagen oder bei artverwandten Anwendungen, aufweisend einen Vor- und Rücklauf von und zu einem Wärmelieferanten, einen Vor- und Rücklauf zum Verbraucher sowie ein Regelteil für Vor- und Rücklauf und Messeinrichtungen für Druck und Temperatur, dadurch gekenn zeichnet, dass der Regelteil (9) in der Art einer Wasserstrahlpumpe ausgebildet ist und einen ringförmigen Teil mit einem im wesentlichen konischen Durchgang und einen Nadelteil (100) aufweist, wobei je nach Position von Nadelteil (100) und Ringteil (101) über zwei unterschiedlich ausge staltete Regelebenen (21 und 22, 23) sowohl der Druck als auch die Durchflussmenge eingeregelt wird.
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